脫蠟油外送冷卻器換型可行性分析及泄漏整改方案

王鑫華（中國(guó)石油大連石化公司，遼寧大連 116032）

脫蠟油外送冷卻器換型可行性分析及泄漏整改方案

王鑫華（中國(guó)石油大連石化公司，遼寧大連 116032）

當(dāng)前生態(tài)文明成為我國(guó)社會(huì)轉(zhuǎn)型的全新向度，環(huán)境保護(hù)成為了國(guó)家政府以及社會(huì)大眾關(guān)注的焦點(diǎn)。大連石化公司緊跟形勢(shì)，為了達(dá)到“藍(lán)天、白云、碧水”要求，中國(guó)石油大連石化公司對(duì)電廠煙氣進(jìn)行脫硫脫硝整改，三聯(lián)合車間四酮苯裝置脫蠟油外送冷卻器（規(guī)格型號(hào)、換熱器相關(guān)參數(shù)如表1-1）該臺(tái)換熱器也與海水排放等環(huán)保指標(biāo)息息相關(guān)。

脫蠟油外送冷卻器；泄漏；選型；方案

當(dāng)前生態(tài)文明成為我國(guó)社會(huì)轉(zhuǎn)型的全新向度，環(huán)境保護(hù)成為了國(guó)家政府以及社會(huì)大眾關(guān)注的焦點(diǎn)。當(dāng)前中國(guó)正在經(jīng)歷重要的社會(huì)轉(zhuǎn)型時(shí)期，不可避免的受到社會(huì)轉(zhuǎn)型所帶來的沖擊和挑戰(zhàn)。2015年1月1日起施行新《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》體現(xiàn)了國(guó)家依法推進(jìn)環(huán)境保護(hù)事業(yè)的堅(jiān)定決心，我們也要轉(zhuǎn)變觀念以身作則確保環(huán)境質(zhì)量。大連石化公司緊跟形勢(shì)，為了達(dá)到“藍(lán)天、白云、碧水”要求，公司對(duì)電廠煙氣進(jìn)行脫硫脫硝整改，三聯(lián)合車間四酮苯裝置脫蠟油外送冷卻器該臺(tái)換熱器也與海水排放等環(huán)保指標(biāo)息息相關(guān)。

脫蠟油外送冷卻器是脫蠟油回收系統(tǒng)末端換熱器，由海水對(duì)外送脫蠟油進(jìn)行冷卻。冷卻用的海水經(jīng)過隔油池后排至假定凈水系統(tǒng)。換熱器一旦發(fā)生內(nèi)漏有可能會(huì)導(dǎo)致假定凈水排放指標(biāo)超標(biāo)造成環(huán)保異常事件。

2016年C5-6/1內(nèi)漏兩次，由于在隔油池內(nèi)發(fā)現(xiàn)及時(shí)、漏量極小，發(fā)現(xiàn)后立即甩停未對(duì)假定凈水造成污染。然而每次維修該臺(tái)換熱器都會(huì)對(duì)脫蠟油外送溫度影響大。若外送溫度超標(biāo)，為確保安全裝置需進(jìn)行操作變動(dòng)，停止外送脫蠟油改為裝置內(nèi)循環(huán)，每一次的操作變動(dòng)都會(huì)對(duì)裝置安全運(yùn)行帶來極大的威脅。該管束現(xiàn)為浮頭式換熱器，維修較為復(fù)雜，密封面多，因此施工難度大、施工時(shí)間長(zhǎng)。為了解決這些問題，從換熱器換型和增上安全措施進(jìn)行考慮。

1 U形管式換熱器

1.1 U形管式換熱器定義、特點(diǎn)

管束由一組彎曲半徑不同的U形管組成。換熱管兩端固定在同一塊管板上，彎曲端不固定，每根換熱管都能自由伸縮而不受其他換熱管和殼體的影響，不會(huì)因換熱管與殼體間的壁溫差而產(chǎn)生溫差應(yīng)力。設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，管束易于抽出清洗，由于只有一塊管板，鍛件少，所以造價(jià)比浮頭式低，設(shè)計(jì)參數(shù)高時(shí)，優(yōu)勢(shì)愈顯著。

此類換熱器管內(nèi)清洗不如直管方便，管內(nèi)結(jié)垢時(shí)無法進(jìn)行機(jī)械清洗。多管程管束中心區(qū)域流體存在短路，降低傳熱效率。管束內(nèi)圈U形管無法更換，管子堵管后容易失效。由于只有一個(gè)管板，沒有第二塊管板的支撐作用，所以在相同條件下，比其余類型換熱器的管板厚。U形管不可能單管程，當(dāng)管程的體積流量很大時(shí)，這是個(gè)明顯的缺點(diǎn)。對(duì)于大直徑設(shè)備，U形彎管段支承也很困難，管束容易產(chǎn)生振動(dòng)。

1.2 U形管式選型分析

U形管式換熱器設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與其他可抽出管束的換熱器比較，密封連接面最少，只有一個(gè)密封面是解決泄漏問題的捷徑。但是脫蠟油外送冷卻器管程介質(zhì)為海水，海水易結(jié)垢堵塞換熱管且管內(nèi)結(jié)垢時(shí)無法進(jìn)行機(jī)械清洗。若調(diào)換管殼程介質(zhì)，一是U形管外壁防腐無法保證，筒體進(jìn)行進(jìn)行大面積防腐，耗費(fèi)腐蝕材料費(fèi)用較大；二是現(xiàn)場(chǎng)改管復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)較大。因此選型為U形管式換熱器不合適。

2 固定管板式換熱器

2.1 固定管板式換熱器定義、特點(diǎn)

此類換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，殼程側(cè)無密封連接；每根換熱管都可以更換，管內(nèi)可以清洗；在同樣殼體直徑內(nèi)換熱管最多；在有折流板的流動(dòng)中，旁路漏流較??；管程可分為多程；兩個(gè)管板由換熱管、殼體互相支承；在各種管殼式換熱器中，其造價(jià)最低，因此得到廣泛應(yīng)用。

2.2 固定管板式選型分析

固定管板式此類換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。但是海水易結(jié)垢，對(duì)管束造成海水腐蝕、垢下腐蝕。管束一旦泄漏，現(xiàn)場(chǎng)不具備筒體利舊條件需整臺(tái)更換，造成費(fèi)用會(huì)增加。因此需要選用管束耐海水腐蝕，不易結(jié)垢帶有自清潔功能材質(zhì)為鈦管的固定管板式換熱器。

3 浮頭式換熱器

3.1 固定管板式換熱器定義、特點(diǎn)

該類換熱器的一端管板與殼體以法蘭夾持形式連接，稱之為固定端，另一端管板不與殼體連接，可相對(duì)殼體滑動(dòng)而稱之為浮頭端。由于浮頭位于殼體之內(nèi)，故稱之為內(nèi)浮頭式管殼式換熱器。

此類換熱器的特點(diǎn)是管束可以抽出，便于殼程側(cè)和管內(nèi)的清洗；管束膨脹不受殼體約束；管程可分為多程；能在較高的溫度和壓力條件下工作。

3.2 浮頭式選型分析

浮頭式換熱器設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，密封連接面多，尤其是浮頭蓋需經(jīng)歷多次壓力試驗(yàn)，而內(nèi)外壓試驗(yàn)時(shí)墊片密封的受力方向不同，浮頭密封容易出現(xiàn)松動(dòng)，造成密封面泄漏。為此浮頭法蘭緊固件可增設(shè)碟簧放松?，F(xiàn)管束材質(zhì)為09鋼，現(xiàn)使用周期為3年，使用周期過短，更換管束頻繁。建議管束材質(zhì)升級(jí)為海軍銅、鈦。

4 結(jié)語

為了確保裝置安全、環(huán)保各項(xiàng)指標(biāo)順利完成，建議脫蠟油外送冷卻器改型方案有以下兩種：

（1）使用管束材質(zhì)為鈦的固定管板式換熱器。

（2）浮頭蓋螺栓增設(shè)碟簧，管束材質(zhì)升級(jí)為鈦或者海軍銅。